果蝇数量性状实验论文

果蝇数量性状实验
摘 要： 在生物 中凡 是可数 、可 度、可 衡等并 可用 数字 形式描 述的性 状， 称数 量性状 （quantitative characteristics） 。数量性状大都由多基因控制。一般，控制同一性状的 基因数目很多，而每个基因的作用很小，并且很容易受环境影响。群体的表型变量通常呈连 续分布。本实验用果蝇刚毛数量作为数量性状的研究。 关键词：黑腹果蝇；刚毛；数量性状；遗传。 引言 在生物中，有些性状可用某种尺度来测量并可用数字形式来描述，如果蝇的身体大小、 生长速度、小刚毛数量的多少等，这样的性状都是数量性状。一个显示数量性状的个体，其 表型是受到多个不同等位基因的作用， 而每个基因对表型的贡献很小， 但相关的基因数目很 多，另外，其表型也受到环境因素的影响。因此数量性状的变异由遗传变异和非遗传变异组 成。 对影响数量性状的单个等位基因的分离， 以及用普通遗传学方法去追查各个基因的行为 都是困难的， 因此通常不能用孟德尔的分析方法进行分析， 而是用数理统计的方法来进行分
[1]
析 。 材料与方法 ①仪器和试剂：1、仪器、用具：恒温培养箱，显微镜，载玻片，培养瓶（有培养基的） ，麻 醉瓶，白瓷板，毛笔，乙醇棉球。 2、试剂：乙醚或三乙基胺。 ：把两个不同的实验室品系杂交，再把 F1 ②材料：黑腹黑蝇（Drosophila melanogaster） 系内近交，利用 F2 变异类型丰富的群体。培养供试果蝇宜在 20℃左右低温下饲养，这样成 虫个体较大，便于观察和计数小刚毛。 ③方法步骤： 1. 每个人适度麻醉♀、 ♂果蝇各一只 （必须是处女蝇） 在 40 倍显微镜下计算小刚毛， ， ♂的计算倒数第一、第二腹板上的小刚毛数，♀的计算倒数第二、第三腹板上的小 刚毛数，将蝇装入小指管里，贴上标签（标明性别、两腹板小刚毛合计数目） 。 2. 做好记录，把刚毛数填到全班统一的表上，选出小刚毛数最多和最少的♀、♂果蝇 各 2 只。 3. 把小刚毛数最多的 2 只♀和 2 只♂（冠、亚军） ，冠军♀、♂装一管，亚军♀、♂ 装另一管，共 2 管；小刚毛数最少的 1♀和 1♂配成一管，次少的♀、♂配成另一 管，配好后，放在 25℃培养箱中培养两周。 （冠军不育时，用亚军） 4. 把所有冠军后代成虫倒出试管中进行麻醉并观察小刚毛数，统计和估算遗传率[2]。 实验结果分析和讨论 刚毛数向多的方向选择简称 H，向少的方向选择简称 L，下同。 统计方法： ① 用分组数据统计频数(用 excel 软件的 frequency 函数)，并作出频数分布直方图 ② 用平滑曲线将频数分布数据连接起来，与标准正态曲线对比 ③ 用 excel 的 normdist 函数拟合出正态分布数据表并作图 ④ 分别比较两种性别中，亲本和 H，L 的正态分布曲线，定性分析数量遗传性状的定 向改变 ⑤ 利用课本记忆实验书上的内容计算遗传力等指标数据[3]。
♀果蝇刚毛统计表

座位 1 号 28 7号 27 13 号 35 19 号 44 25 号 35 31 号 35 37 号 28 43 号 43 49 号 39
2号 37 8号 30 14 号 34 20 号 32 26 号 31 32 号 30 38 号 34 44 号 39 50 号
3号 42 9号 37 15 号 41 21 号 32 27 号 37 33 号 41 39 号 28 45 号 38 51 号
4号 39 10 号 27 16 号 38 22 号 41 28 号 36 34 号 40 40 号 43 46 号 28 52 号
5号 27 11 号 37 17 号 36 23 号 34 29 号 33 35 号 43 41 号 30 47 号 37 53 号
6号 34 12 号 42 18 号 37 24 号 33 30 号 36 36 号 38 42 号 31 48 号 45 54 号

♂果蝇刚毛统计表 座位 1 号 25 7号 31 13 号 30 19 号 31 25 号 29 31 号 30 37 号 25 43 号 35 49 号 33 2号 32 8号 27 14 号 26 20 号 30 26 号 28 32 号 31 38 号 32 44 号 31 50 号 3号 31 9号 27 15 号 33 21 号 26 27 号 27 33 号 31 39 号 27 45 号 32 51 号 4号 29 10 号 31 16 号 35 22 号 26 28 号 16 34 号 26 40 号 23 46 号 29 52 号 5号 30 11 号 31 17 号 28 23 号 24 29 号 34 35 号 31 41 号 24 47 号 30 53 号 6号 27 12 号 35 18 号 23 24 号 28 30 号 25 36 号 30 42 号 31 48 号 35 54 号
杂交组合 ♀ 48 号 45 16 号 35 冠 19 号 44 48 号 35 亚 5号 27 28 号 16 最少 10 号 27 40 号 23 次少
♂

1、亲代雌性果蝇刚毛数
Table 1 亲代♀频数与正态分布表
分 组 数据（ 数据（刚毛 数） 27~29 30~32 33~35 36~38 39~41 42~44 45~47
频数
正态分布比 率
3 7 6 10 12 6 5
1.87% 4.31% 6.97% 7.89% 6.27% 3.49% 1.36%
Figure 1
Figure 2
由图 2 中可以发现： 可以看出这亲本雌性刚毛数基本符合正态分布。 正态分布图的中轴处位 于 36~38 之间。即这个区域之间分布较多。图 1 中频数散点图有两个峰，与标准的正态分布 不是十分相符。应该是样本量太小造成的。

2、亲代雄性果蝇刚毛数
Table 2 亲代♂频数与正态分布表
分组 数据（ 数据（刚 毛数） 毛数） 16~18 19~21 22~24 25~27 28~30 31~33 34~36 37~39
频数
正态分布 比率
1 0 0 0 4 7 8 9
0.03% 0.30% 1.85% 6.02% 10.29% 9.24% 4.37% 1.08%
Figure 3
Figure 4
从图 3 中发现 19~27 部分为 0，故而曲线在图中看不到，这是由于数据的统计中，数据大小 分布并不均匀造成的，使得一部分的组中没有个体存在。在图 4 中可以发现，亲代雄性刚毛 数基本符合正态分布。正态分布图左右并不对称，原因和之前所述的相同。正态曲线中轴在 28~30 之间，即这个区域之间分布较多。

3、子二代 H 雌性果蝇刚毛数
Table 3 子二代 H♀频数与正态分布表
分组数据 刚毛数） （刚毛数） 28~30 31~33 34~36 37~39 40~42 43~45
频数
正态分布比 率
1 5 10 9 10 4
1.36% 4.93% 9.56% 9.90% 5.47% 1.61%
Figure 5
Figure 6
由图 6 中可以发现： 可以看出高方向的子二代雌性刚毛数基本符合正态分布。 正态分布图左 右比较对称，中轴处位于 37~39 之间，即这个区域之间分布较多。在图 5 中频数散点图也有 两个峰，与标准的正态分布不是十分相符。应该也是样本量太小造成的。

4、子二代 H 雄性果蝇刚毛数
Table 2 子二代 H♂频数与正态分布表
分 组 数据 刚毛 （ 数） 20~22 23~25 26~28 29~31 32~34 35~37
频数
正态分布比 率
2 1 6 14 15 2
0.30% 2.48% 8.62% 12.43% 7.44% 1.85%
Figure 7
Figure 8
由图 7、8 中，可以看出高方向的子二代雄性刚毛数基本符合正态分布。正态曲线的中轴处 于 29~31 之间，此区间内分布较多。曲线左右稍有些不对称，高数值和低数值分布不对称。

5、子二代 L 雌性果蝇刚毛数
Table 5 子二代 L♀频数与正态分布表
分组数据 刚毛数） （刚毛数） 23~25 26~28 29~31 32~34 35~37 38~40 41~42 43~45 47~49
频数
正态分布比 率
1 1 11 14 13 11 6 0 1
0.74% 2.60% 5.86% 8.54% 8.04% 4.89% 1.92% 0.49% 0.08%
Figure 9
Figure 10
由图 9，10 对比可以看出，低方向子二代雌性刚毛数基本符合正态分布。正态曲线左右稍有 不对称。频数散点图可以看出，这组数据中高值数据和低值数据均较少，中间的数据较多。 曲线中轴处于 32~34 之间。
6、子二代 L 雄性果蝇刚毛数

Table 6 子二代 L♂频数与正态分布表
分 组 数 频数 据（刚毛数） 刚毛数） 11~13 14~16 17~19 20~22 23~25 26~28 29~31 32~34 35~37 38~40
正 态 分 布比率
1 0 2 1 8 10 14 8 5 1
0.07% 0.38% 1.35% 3.42% 6.13% 7.78% 6.98% 4.43% 1.99% 0.63%
Figure 11
Figure 12 从图 11 中，可以看出频数散点图有一个高峰和一个很小的低峰，这是由于统计的数据数值 分布不够均匀造成的。 同时低方向的子二代雄性刚毛数也基本符合正态分布。 曲线中轴处于 26~28 之间，曲线左右并不对称，高数值和低数值分布不对称。

7、亲本和 H,L♀果蝇刚毛数正态分布比较
亲本和 H,L♂果蝇刚毛数正态分布比较
对于♀果蝇，低方向选择的结果比较明显。低方向选择的的曲线 L，明显向左边偏移， 而高方向选择的曲线 H 相比之下，中轴和亲本的中轴比较接近，不易判断，根据以上的数 据发现，中轴相差一个单位，故而不易清晰发现，可能是由于高方向选择的个体样本量较少 的原因。 对于♂果蝇， 同样是低方向选择的结果比较明显， 但是高方向选择的中轴也和亲本的中 轴十分接近，不够明显地分离开，究其原因，可能也是由于高方向选择的个体的样本量比较 少导致估计总体的时候不准确。 8、分别计算亲代、子二代高方向选择，子二代地方想选择的平均值和方差，如下表 ♀ 平均值 亲代 H L 35.55 35.67 33.09
——
♂ 只数 49 39 58 平均值 29.00 28.75 26.56 方差 13.99 10.24 26.01 只数 49 40 50
方差 25.30 14.36 20.61
高方向选择的加权平均： H =
35.67 × 39 + 28.75 × 40 = 32.17 39 + 40

___
低反向选择的加权平均： L =
33.09 × 58 + 26.56 × 50 = 30.07 58 + 50
两个选择系统的平均值之差（H-L）是遗传获得量的两倍。因此
32.17 ? 30.07 = 1.05 2 _____ 25.30 + 14.36 + 20.61 + 13.99 + 10.24 + 26.01 = 18.42 V p= 6
___ ___
H- L
ΔG=
σp=错误！未找到引用源。=4.29 错误！未找到引用源。 标准选择差（i）可从实测值求得，但根据正态分布的性质，也可由入选亲本的比例（在本 实验 49 只中选 4 只，即 8%）决定。其理论值是 i 约为 1.706（由实验书中表 9-2 查得*） 。 把以上数值代入计算实现遗传率[4]： h2= 结论 从遗传获得量估计遗传率，估计出来的遗传率是狭义遗传率，称为“实现遗传率” （realized heritability） 从本实验中的实验结果可以看出本次数量性状实现遗传率并不 。 高，可见数量性状主要是由于环境和其他因素影响，而遗传方面的影响占据较小的一部分。 同时后代的性状表现也受到各种外在因素的共同影响。
1.05 = 0.14 4.29 ×1.706
参考文献： 参考文献： [1].王金发，戚康标，何炎明.遗传学实验教程.第一版.北京：高等教育出版社，2008.42. [2].龙斗，常重杰.遗传学实验技术.合肥：中国科技大学出版社，1996. [3].贺竹梅.现代遗传学教程.第二版.北京：高等教育出版社，2011.75-77. [4].马瑟尔 W B.数量遗传学原理.梁中宇，译.北京：人民教育出版社，1978.
Lab Research on the sex-linked inheritance of Drosophila melanogaster
Abstract:In all, if the character can be counted, measured with numbers in living organisms, we call it quantitative characteristics.Almost quantitative characters are controlled by multiple gene.Generally, the genes which control the same character are so many.Therefore,the function of the every little gene is small and the genes are easily influenced by environment.The phenotypic variables of groups is often showing a continuous distribution.This experiment is using Drosophila melanogaster's bristles as the quantitative characteristics to do research. Key Words:Drosophila melanogaster;Bristle;Quantitative characteristics;Heredity
*注释：王金发等人主编的高等教育出版社的《遗传学实验教程》46 页的表 9-2。